Ný tækni fyrir hitaleiðni rafeindabúnaðar

Hækkandi smæðun og nákvæmni rafeindabúnaðar hefur leitt til vandans við hitaleiðni. Hitastig hefur mikil áhrif á virkni rafeindabúnaðar. Fyrir stöðugan og stöðugan rafeindaflís má hámarkshiti ekki fara yfir 85 ℃ eins og krafist er. Í hvert sinn sem hitastig hálfleiðarahluta hækkar um 10 ℃ mun áreiðanleiki kerfisins minnka um 50%. Samkvæmt tölfræði eru meira en 55% bilana í rafeindabúnaði af völdum of hás hitastigs. Í hefðbundnum rafeindaflísum er rúmmálið sem notað er til kælingar 98% og aðeins 2% er notað til tölvuvinnslu, en samt er erfitt að leysa núverandi hitaleiðnivandamál. Hár hiti mun hafa skaðleg áhrif á frammistöðu rafeindabúnaðar og þessar hefðbundnu hitaleiðniaðferðir hafa ákveðnar takmarkanir. Þess vegna, til að tryggja endingartíma og skilvirka frammistöðu rafeindabúnaðar, er brýnt að kanna og þróa betri hitaleiðniaðferðir fyrir rafeindabúnað.

01 Kælitækni Hefðbundin hitaleiðniaðferð sést oft í daglegu lífi okkar, því núverandi þróun er mjög þroskuð og meginreglan einföld, svo ég mun ekki endurtaka hana hér.

1.1 Vökvakæling

Vökvakæling notar vökvann sem fer í gegnum varmagjafann til að taka burt hita sem myndast af flísinni, án hávaða, og hefur mikla hitaskiptagetu. Eftirfarandi eru nokkrar aðferðir við fljótandi kælingu sem eru ný tækni sem byggir á hefðbundinni beinni vökvakælingu framlengingu.

1.1.1 Örrásakæling

Örrásakæling er að etsa margar míkrómetra-stig vökvarásir á undirlagið fyrir neðan flísina, þannig að hiti flísarinnar frásogast þegar vökvinn flæðir í gegnum rásina. Þessi aðferð felur í sér einfasa varmaskipti og tveggja fasa varmaskipti. Meðal þeirra er hitageta einfasa varmaskipta lítil, hitaskiptaáhrifin eru léleg og hitastigið eftir kælingu er ójafnt, sem leiðir til óhóflegrar streitu. Þvert á móti hefur tveggja fasa varmaskiptin mikinn duldan hita, varmaskiptagetan er mikil, hitastigið eftir kælingu er einsleitt, engin mikil streita myndast og hitastig vinnuvökvans hækkar ekki mjög hátt. Tveggja fasa varmaflutningur í örrásakælingu er núverandi rannsóknarreitur. Í tveggja fasa varmaflutningi með því að nota lágþrýstingskælimiðil sem vinnuvökva getur hitaleiðnigetan náð meira en 300 W/cm2. Með tilraunum, Yu Zukang o.fl. fengið yfirborðs vatnssækna eiginleika til að bæta hitaflutningsgetu örrása á áhrifaríkan hátt. Við lágt hitaflæði og lítinn þurrk í inntakinu er meðalhitaflutningsstuðull ofurvatnssækinna yfirborðs stærsti, sem er 64% hærri en venjulegs slétts yfirborðs. Meðalhitaflutningsstuðull vatnssækna yfirborðsins er allt að 27% hærri en venjulegs slétts yfirborðs; undir skilyrðum mikils hitaflæðis og mikillar þurrkunar inntaks er meðalhitaflutningsstuðullinn á ofur-vatnssækna yfirborðinu allt að um 80% hærra en venjulegs slétts yfirborðs. Vatnssækið yfirborð er allt að um 50% hærra en venjulegt slétt yfirborð. Mynd 1 sýnir uppbyggingu örrásakælingar.

Critical Heat Flux (CHF) er ein af mikilvægustu breytunum sem hafa áhrif á frammistöðu örrása. Yuan Xudong og aðrir kynntu rannsóknarframvindu CHF í smáatriðum og kynntu áhrifakerfi þess og umbótaaðferðir í smáatriðum, svo og CHF sem er til staðar í akademíunni. Ágreiningur um skoðanir. Vegna smæðar örrásarinnar er viðnámið á leiðinni mjög mikið; Uppbygging þess hefur einnig mikil áhrif á kælingu og notkun beinna og samsíða örrása mun valda miklu þrýstingsfalli og hitastigi. Það hefur marga kosti. Vegna þess að rásirnar eru ætar og taka ekki meira pláss, verður örrásakælingin skilvirkari og samningur og hún hentar betur fyrir litla rafræna flís. Almennt er talið að tvílaga örofninn geti mætt vaxandi hitaálagi næstu kynslóðar rafeindabúnaðar. Xiaogang Liu o.fl. lagði til tveggja laga fylkisbyggingu (DL-M) og tvílaga samtengingarfylkisbyggingu (DL-IM) örrása. Og með tölulegri uppgerð til að rannsaka mismunandi frammistöðu ofnsins, er sannað að þeir hafa betri hitauppstreymi.

Þó það séu ákveðnir annmarkar á örrásakælingu getur hún leyst þau vandamál sem upp hafa komið og þróunin er þroskaðri. Þrátt fyrir að rannsóknir á CHF hafi mismunandi skoðanir mun þetta ekki hindra þróun örrásartækni og framtíðarþróunarstefnan verður einbeittari. Hvernig á að bæta CHF til að ná fram skilvirkari örrásakælingu, þessi tegund af hitaleiðni mun einnig verða vinsælli.

1.1.2 Úðakæling Úðakæling er að úða vökvann í gegnum stút til að mynda gas-vökva tveggja fasa úða í rafeindabúnaðinn. Einn hluti þess gleypir hita og gufar upp, og hluti varmans er tekinn burt með fasabreytingum; hinn hlutinn myndar vökvafilmu á yfirborði hitagjafans og hitinn fylgir vökvanum. Flæði himnunnar er tekið í burtu. Óþéttanlegt gasið í vökvafilmunni eykur truflun á hitaskiptum, sem getur bætt hitaleiðnigetu rafeindabúnaðar til muna. Fasabreytingarhitafæðisþéttleiki úðakælingar getur náð meira en 1000 W/cm2. Lin o.fl. notað flúorkolefni, metanól og vatn sem vinnuvökva fyrir fasaskiptahita. Hámarks hitaflæðisþéttleiki sem fékkst með tilraunum var 90, 90 og 90, í sömu röð. 490, 500 W/cm2 eða meira. Mynd 2 er skýringarmynd af úðakælingu.

Þessi kæliaðferð hefur ákveðna annmarka sem þarf að leysa. Úðakælingaraðferðin hefur flókið kerfi, miklar kröfur um pláss og er erfitt að viðhalda henni. Vegna lítils vökvaflæðis, samræmdrar flíshita dreifingar eftir kælingu og lágs álags er litið á úðakælingu sem hitaleiðniaðferð fyrir rafeindaflögur með góða þróunarmöguleika. Sem stendur, vegna þess að núverandi vandamál hafa ekki verið leyst, er aðeins hægt að nota það í hernaðar- og flugvörum. Wang Gaoyuan o.fl. gerði úðakælingutilraunir á R134a við lágþrýstingsaðstæður og komist að því að úðakæling við lágþrýstingsaðstæður minnkar varmaflutningsgetuna smám saman með minnkandi þrýstingi og skyndigufun hefur mikil áhrif á varmaflutningsgetuna, sem þarf að hafa í huga við skipulagningu stútur. Að bæta nanóögnum, yfirborðsvirkum efnum, leysanlegum söltum og lofttegundum og áfengisaukefnum við úðakælivökvann getur bætt hitaflutningseiginleikana til muna. Li Yiyi sannreyndi með tilraunum að viðbót yfirborðsvirkra efna getur í raun bætt hitaflutningsgetu úðakælingar, sérstaklega að bæta við SDS hefur bestu áhrifin. Hins vegar er núverandi aðferð við að bæta við aukaefnum enn á byrjunarstigi og vandamálin sem fyrir eru eru flóknari.

Spraykæling er takmörkuð af plássi og er ekki hægt að nota í litlum rafeindatækjum, en áhrifin eru mjög góð þegar þau eru notuð í ofurtölvum. Sem stendur er úðakælingartækni beitt á CREY ofurtölvur og er einnig notuð í stórum stíl í gagnaverum. Með þróun þessarar kæliaðferðar er talið að umsóknin verði þroskaðri.

Ofangreindar þrjár fljótandi hitaleiðniaðferðir hafa sína eigin kosti og galla. Spraykæling og þotukæling eru svipuð. Mannvirki þeirra eru mjög flókin og henta ekki fyrir daglegan rafeindabúnað. Hins vegar hafa þeir sterka hitaleiðni. Spray kæling er hentugur fyrir ofurtölvur, Í stórum gögnum hitaleiðni; þotukæling hentar vel fyrir hernaðarvörur eins og orrustuþotur, flugvélar osfrv. Ekki er hægt að skipta út þessum tveimur hitaleiðniaðferðum undanfarin ár. Örrásakæling er almenn stefna framtíðarþróunar, hvort sem það er í daglegum rafeindabúnaði eða öðrum nákvæmum rafeindatækjum, þessi aðferð verður tekin upp.